废水处理新技术材料

第一部分 生物处理新技术 A-B法工艺 该工艺将曝气池分为高低负荷两段，各有独立的沉淀和污泥回流系统。高负荷段A段停留时间约20-40分钟，以生物絮凝吸附作用为主，同时发生不完全氧化反应，生物主要为短世代的细菌群落，去除BOD达50％以上。B段与常规活性污泥相似，负荷较低，泥龄较长。

一、工艺流程

二、AB法的主要特点 ① 未设初沉池，由吸附池和中间沉淀池组成的A段为一级处理系统； ② B段由曝气池和二沉池组成； ③ A、B两段各自拥有独立的污泥回流系统，两段完全分开，各自有独特的微生物群体，有利于功能稳定。

三、A段特征

1、不设初沉池，原废水中的微生物全部进入吸附池，A段是一个开放性的生物反应器； 2、负荷很高，有利于增殖速度快、适应能力强的微生物生长； 3、BOD去除率为4070%，出水可生化性有所提高，有利于B段的继续降解； 4、污泥产率较高，吸附能力强； 5、对有机物的去除，吸附作用为主，生物降解占1/3左右。

四、B段特征

1、来水为A段出水，水质、水量较稳定； 2、负荷率为总负荷率的3060%； 3、污泥龄较长，有利于硝化反应。 序批式间歇活性污泥法(SBR) 一、SBR的工作原理 在SBR工艺中国，主要的反应器只有一个曝气池，在该曝气池中完成进水、曝气、沉淀、排水等功能，因此在SBR工艺中反应池内的运行一般可以分为以下的五个工序： 1、进水2、曝气反应3、沉淀：静止沉淀，效果良好4、排水 5、闲置

二、工艺流程

三、SBR的特征 1）五大优点  工艺流程，节省费用：不设二沉池、回流污泥及其设备，大多数情 况不需要调节池；  理想的推流过程使生化反应推力大、效率高；  运行方式灵活，脱氮除磷效果好；  防止污泥膨胀的最好工艺；  耐冲击负荷、处理能力强。 2）缺点  连续进水时，对于单一SBR反应器需要较大的调节池；  对于多个SBR反应器，其进水和排水的阀门自动 切换频繁；  无法达到大型污水处理项目之连续进水、出水的要求；  设备的闲置率较高；  污水提升水头损失较大；  如果需要后处理，则需要较大容积的调节池。

四、SBR的变形

1 间歇式循环延时工艺（ICEAS） 2 循环式活性污泥工艺（CASS/CAST/CASP） 3 间歇排水延时曝气工艺（IDEA） 4 连续和间歇曝气工艺 （DAT-IAT） 5 UNITANK工艺 6 改良式序批式间歇反应器（MSBR) 膜生物反应器（SBR） 一、膜生物反应器 膜生物反应器是由膜分离技术与生物反应器相结合的生化反应系统，是一项废水生物处理技术和膜分离技术相结合的新技术。 二、特点 ①SRT与HRT完全分开，在维持较短HRT的同时，又可保持极长的SRT； ②膜截流的高效性可使世代时间长的硝化菌等在生物反应器内生长，因此脱氮效果较好； ③可维持很高的MLSS； ④膜分离可使大分子颗粒状难降解物质在反应器内停留较长时间，最终得以去除； ⑤可溶性大分子化合物也可被截留下来，不会影响出水水质，最终也可被降解； ⑥膜的高效截留作用可使出水悬浮物浓度极低。

上流式厌氧污泥床(UASB)反应器 一、概念 上流式厌氧污泥床反应器是一种处理污水的厌氧生物方法，又叫升流式厌氧污泥床。污水自下而上通过UASB。反应器底部有一个高浓度、高活性的污泥床，污水中的大部分有机污染物在此间经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。因水流和气泡的搅动，污泥床之上有一个污泥悬浮层。 反应器上部有设有三相分离器，用以分离消化气、消化液和污泥颗粒。消化气自反应器顶部导出；污泥颗粒自动滑落沉降至反应器底部的污泥床；消化液从澄清区出水。 UASB 负荷能力很大，适用于高浓度有机废水的处理。运行良好的UASB有很高的有机污染物去除率，不需要搅拌，能适应较大幅度的负荷冲击、温度和pH变化。

二、工艺特征

 在反应器的上部设置了气、固、液三相分离器；  在反应器底部设置了均匀布水系统；  反应器内的污泥能形成颗粒污泥：  水力停留时间大大缩短，具有很高的容积负荷；  适于处理高、中浓度有机工业废水，也可以处理低浓度城市污水；  将生物反应与沉淀分离集中在一个反应器内，结构紧凑；  无需设置填料，节省费用，提高容积利用率。

PS：三相分离器

由沉淀区、回流缝和气封组成，其功能是将气体（沼气）、固体（污泥）和液体（废水）等三相进行分离。沼气进入气室，污泥在沉淀区进行沉淀，并经回流缝回流到反应区。经沉淀澄清后的废水作为处理水排出反应器。 曝气生物滤池BAF 一、概念 曝气生物滤池，也叫淹没式曝气生物滤池，是在普通生物滤池、高负荷生物滤池、生物滤塔、生物接触氧化法等生物膜法的基础上发展而来的，被称为第三代生物滤池。 其工艺原理为：在滤池中装填一定量粒径较小的粒状滤料，滤料表面生长着高活性的生物膜，滤池内部曝气。污水流经时，利用滤料的高比表面积带来的高浓度生物膜的氧化降解能力对污水进行快速净化，此为生物氧化降解过程；同时，污水流经时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂出，此为截留作用；运行一定时间后，因水头损失的增加，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物以及更新生物膜，此为反冲洗过程。

二、曝气生物滤池的特征：

（1）用粒状填料作为生物载体，如陶粒、焦炭、石英砂、活性炭等。 （2）区别于一般生物滤池及生物滤塔，在去除BOD、氨氮时需进行曝气。 （3）高水力负荷、高容积负荷及高的生物膜活性。 （4）具有生物氧化降解和截留SS的双重功能，生物处理单元之后不需再设二次沉淀池。 （5）需定期进行反冲洗，清洗滤池中截留的SS以及更新生物膜。

第二部分 高级氧化技术 臭氧氧化 一、概念 臭氧在常温常压下是一种不稳定、具有特殊刺激性气味的浅蓝色气体。臭氧具有极强的氧化性能，其氧化能力仅次于氟，高于氯和高锰酸钾。 基于臭氧的强氧化性，且在水中可短时间内自行分解，没有二次污染，是理想的绿色氧化药剂。因此，臭氧氧化方法已逐渐发展成为一种高级氧化技术，在水处理领域中臭氧技术已在许多方面得到了应用。臭氧应用于水处理过程中其作用主要是除臭、脱色、杀菌和去除有机物。

二、特点

与有机物反应时速度快，使用方便，不产生二次污染，用于污水处理可有效地消毒、除色、除臭、去除有机物和降低COD等。但单独的臭氧氧化法造价高、处理成本昂贵，且其氧化反应具有选择性，对某些卤代烃及农药等氧化效果比较差。

三、原理

臭氧之所以表现出强氧化性，是因为臭氧分子中的氧原子具有强烈的亲电子或亲质子性，臭氧分解产生的新生态氧原子，和在水中形成具有强氧化作用的羟基自由基·OH，它们的高度活性在水处理中被用于杀菌消毒、破坏有机物结构等等，其副产物无毒，基本无二次污染，有着许多别的氧化剂无法比拟的优点，不仅可以消毒杀菌，还可以氧化分解水中污染物。 四、影响因素 1、臭氧化混合气进气量2、搅拌速度3、溶液pH4、有机物浓度5、溶液温度 6、催化剂7、气态O3的投加方式

五、应用进展

（1）饮用水的处理 在饮用水处理中，臭氧主要用于三个方面:  臭氧预处理，在常规净水工艺前增设臭氧工艺;  臭氧-生物活性炭处理，O3与颗粒活性炭结合，在常规净水工艺后，对水作深度处理，以除去各种有机物和色、嗅、味等;  臭氧消毒，用以代替氯对水进行消毒。

（2）废水的处理

 臭氧可用来去除COD、BOD，并破坏有害的化学物 。  已用于炼油废水中酚类化合物的去除、电镀含氰废水处理、含染料废水的脱色、洗涤剂的氧化、照片洗印漂洗、氰化铁废液的回收与再利用等。

（3）臭氧氧化新技术

1、O3/UV高级氧化技术2、O3/H2O2高级氧化技术3、O3/H2O2/UV高级氧化技术 4、臭氧/活性炭协同降解有机物处理技术5、超声强化臭氧氧化技术

过氧化氢氧化技术 一、概念以及原理 H2O2的标准氧化还原电位为1.77V，仅次于高锰酸钾、次氯酸和二氧化氯，并在一定触媒（如紫外），以及其他氧化剂（如臭氧）的作用下产生氧化性极强的羟基自由基·OH ( 氧化还原电位为2.8V)，通过提供·OH来氧化水中有机污染物和构成微生物的有机物质。 •OH是一种极强的化学氧化剂,它的氧化电位比普通氧化剂高得多,这意味着•OH的氧化能力要大大高于普通化学氧化剂.同时在饮用水处理中H2O2分解速度很慢,又可保证较长时间的残留消毒作用,并可作为脱氯剂,不会再产生有机卤代物#其分解产物是H2O和H2,不产生新的污染物,是具有很好前景的饮用水深度处理技术.

二氧化氯氧化技术 一、 概念 二氧化氯催化氧化法是一种新型高效的催化氧化技术，它利用强氧化剂二氧化氯在非均相催化剂的存在下, 氧化降解废水中的有机物,可直接氧化有机污染物为最终产物或将大分子有机污染物氧化成小分子物质,提高废水的可生化性。

二、原理 1、污染物与催化剂上活性中心以活化络合物形式结合, 使反应活化能降低; 2、催化剂对二氧化氯和污染物的强烈吸附作用, 使氧化剂和有机物质在催化剂表面具有很高的浓度; 3、经表面改性后的催化剂表面存在着大量的含氧基团,二氧化氯受激发也能产生多种氧化能力极强的自由基,促进氧化反应的进行, 这样在催化剂表面强氧化剂与有机物的浓度大大高于液相中浓度, 反应条件得到改善,效率大大提高。

超临界水氧化技术

一、概念 超临界水氧化技术是利用水在超临界状态下的低介电常数、低黏度、高扩散系数及与有机物和氧气（空气）等气体互溶的特性，使有机物和氧化剂在超临界水介质中发生快速氧化反应来彻底去除有机物的新型氧化技术。

二、原理

超临界水氧化技术是在高温、高压下，利用分子氧作为氧化剂，以超临界水作为溶剂，把有机物氧化分解为CO2和H2O的反应过程。 超临界水氧化反应，可以用自由基反应理论来解释，产生自由基的过程为:

在具有液体和气体的性质的超临界水中加入分子氧，活性氧与键能最弱的C－H作用产生自由基HO2·，它与有机物中的H生成H2O2，H2O2进一步分解产生羟基自由基: H2O2 →2HO· 羟基自由基HO·与有机物反应产生有机自由基R，而有机自由基又与O2反应得到有机过氧自由基，有机过氧自由基进一步与有机物反应产生有机过氧氢化物和有机自由基，由于过氧氢化物不稳定，其键发生断裂而生成较小分子量的化合物乙酸或甲醇，最后转化为CO2、H2O等物质。

电催化氧化技术

一、概念 电催化氧化技术是利用具有催化性能的金属氧化物电极，产生具有强氧化能力的羟基自由基或其它自由基和基团攻击溶液中的有机污染物，使其完全分解为无害的H2O 和CO2的绿色化学技术。

二、 原理

电化学法降解有机污染物是一个很复杂的过程，其机理研究还在探索之中，有研究者认为，其原理是利用电极在电场作用下，分解H2O，产生具有强氧化能力的经基自由基(-OH基团)，从而使许多难以降解的有机污染物分解为。入或其他简单化合物。 根据氧化机理的不同，可分为阳极氧化、阴极还原和阴阳两极协同作用三种形式。